DE202010006168U1 - Flap arrangement of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Klappenanordnung, insbesondere Heckklappenanordnung, eines Kraftfahrzeugs mit einer an der Karosserie (1) des Kraftfahrzeugs schwenkbar angelenkten Klappe (2) und mit mindestens einem Antrieb (3) zur motorischen Verstellung der Klappe (2), wobei der Antrieb (3) einen Antriebsmotor (4) und ein dem Antriebsmotor (4) nachgeschaltetes Untersetzungsgetriebe (5) und ggf. ein dem Untersetzungsgetriebe (5) nachgeschaltetes Vorschubgetriebe (6) zur Erzeugung von Antriebsbewegungen aufweist, wobei der Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor (4) und der Klappe (2) nicht selbsthemmend ausgestaltet ist, so dass die Klappe (2) bei abgeschaltetem Antriebsmotor (4) manuell verstellbar ist, wobei die Reibung im Antriebsstrang jedoch derart bremsend auf die Klappe (2) wirkt, dass die Klappe (2) bei abgeschaltetem Antriebsmotor (4) zumindest über einen Verstellbereich in ihrer jeweiligen Stellung gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Untersetzungsgetriebe (5) mindestens eine Reibradgetriebestufe (7) aufweist, die mindestens einen in den Antriebsstrang geschalteten Reib-Wälzkörper (8) mit mindestens einer mit dem Reib-Wälzkörper (8) zusammenwirkenden Lauffläche (9, 10) aufweist und dass...Flap arrangement, in particular tailgate arrangement, of a motor vehicle with a flap (2) pivotably articulated on the body (1) of the motor vehicle and with at least one drive (3) for motorized adjustment of the flap (2), the drive (3) being a drive motor (4 ) and a reduction gear (5) connected downstream of the drive motor (4) and possibly a feed gear (6) downstream of the reduction gear (5) for generating drive movements, the drive train between the drive motor (4) and the flap (2) not being self-locking is designed so that the flap (2) can be manually adjusted when the drive motor (4) is switched off, but the friction in the drive train acts on the flap (2) in such a braking manner that the flap (2) at least over when the drive motor (4) is switched off an adjustment range is held in its respective position, characterized in that the reduction gear (5) has at least one friction gear step (7), which has at least one friction rolling element (8) connected in the drive train with at least one running surface (9, 10) interacting with the friction rolling element (8) and that ...
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Klappenanordnung, insbesondere eine Heckklappenanordnung, eines Kraftfahrzeugs mit einer an der Karosserie des Kraftfahrzeugs schwenkbar angelenkten Klappe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The present invention relates to a flap arrangement, in particular a tailgate arrangement, of a motor vehicle with a flap hinged to the body of the motor vehicle according to the preamble of
Die Begriffe „Klappenanordnung” und „Klappe” sind vorliegend weit auszulegen. Insoweit kann es sich bei der Klappe um eine Heckklappe, einen Heckdeckel oder um eine Motorhaube, aber auch um eine Seitentür, eine Laderaumklappe oder dergleichen handeln. Im Folgenden steht der Anwendungsfall der Heckklappenanordnung im Vordergrund, was nicht beschränkend zu verstehen ist.The terms "flap assembly" and "flap" are widely interpreted herein. In that regard, it may be the flap to a tailgate, a trunk lid or a hood, but also to a side door, a cargo door or the like. In the following, the application of the tailgate assembly is in the foreground, which is not to be understood as limiting.
Im Zuge der Komforterhöhung bei Kraftfahrzeugen kommt der motorischen Verstellung von Klappen, insbesondere von Heckklappen, zunehmende Bedeutung zu. Neben der motorischen Verstellbarkeit spielt dabei die Möglichkeit der manuellen Verstellbarkeit eine wichtige Rolle. Insbesondere im Notfall muss gewährleistet sein, dass sich die Klappe manuell verstellen lässt. Gleichzeitig muss unter allen Umständen vermieden werden, dass es bei unbestromten Antriebsmotor, beispielsweise bei Stromausfall, zu einer ungewünschten, selbsttätigen Verstellung der Klappe kommt.In the course of comfort increase in motor vehicles, the motorized adjustment of flaps, especially tailgates, is becoming increasingly important. In addition to the motor adjustability, the possibility of manual adjustment plays an important role. In particular, in an emergency, it must be ensured that the flap can be adjusted manually. At the same time, it must be avoided at all costs that, when the drive motor is not energized, for example in the event of a power failure, an undesired, automatic adjustment of the flap occurs.
Die bekannte Klappenanordnung (
Um eine manuelle Verstellbarkeit der Heckklappe zu gewährleisten, ist der Antriebsstrang zwischen dem Antriebsmotor und der Klappe nicht selbsthemmend ausgestaltet. Gleichzeitig ist der Antriebsstrang jedoch derart mit Reibung ausgelegt, dass die Klappe bei abgeschaltetem Antriebsmotor stets in ihrer jeweiligen Stellung gehalten wird.In order to ensure manual adjustment of the tailgate, the drive train between the drive motor and the flap is not designed self-locking. At the same time, however, the drive train is designed with friction such that the flap is always held in its respective position when the drive motor is switched off.
Vorteilhaft bei der bekannten Heckklappenanordnung ist die Tatsache, dass das Halten der Heckklappe in Zwischenstellungen möglich ist, ohne dass zusätzliche Brems- oder Kupplungselemente Anwendung finden müssen. Dadurch ergibt sich eine insgesamt kostengünstige Anordnung.An advantage of the known tailgate assembly is the fact that the holding of the tailgate in intermediate positions is possible without additional brake or coupling elements must apply. This results in a total cost-effective arrangement.
Nachteilig bei der bekannten Heckklappenanordnung ist allerdings die Tatsache, dass deren Anpassung auf verschiedene Heckklappen mit unterschiedlichem Gewicht nur mit großem Aufwand möglich ist. Soll beispielsweise eine Heckklappe mit höherem Klappengewicht Einsatz finden, so muss die Reibung im Antriebsstrang erhöht werden. Dies lässt sich innerhalb des Untersetzungsgetriebes dadurch realisieren, dass die Zahnradkombination im Untersetzungsgetriebe modifiziert wird. Dies hat allerdings auch Einfluss auf das Untersetzungsverhältnis des Untersetzungsgetriebes, so dass zusätzliche, kostenintensive Anpassungsmaßnahmen notwendig sind.A disadvantage of the known tailgate assembly, however, is the fact that their adaptation to different tailgates with different weight is possible only with great effort. For example, if a tailgate with higher flap weight find use, so the friction in the drive train must be increased. This can be realized within the reduction gear, that the gear combination is modified in the reduction gear. However, this also has an effect on the reduction ratio of the reduction gear, so that additional, costly adaptation measures are necessary.
Aus der obigen Erläuterung geht ferner hervor, dass eine „Feineinstellung” der Reibung im Antriebsstrang kaum möglich ist. Damit lässt sich eine optimale Auslegung des Gesamtsystems nie ganz erreichen.From the above explanation also shows that a "fine adjustment" of the friction in the drive train is hardly possible. Thus, an optimal design of the overall system can never quite reach.
Die bekannten Antriebskonzepte für die motorische Verstellung der Klappe eines Kraftfahrzeugs zeigen keine Verbesserung der obigen Situation. Eine bekannte Heckklappenanordnung (
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, die bekannte Heckklappenanordnung derart auszugestalten und weiterzubilden, dass deren Haltefunktion mit geringem Aufwand und gleichzeitig hoher Genauigkeit auf unterschiedliche Klappen anpassbar ist.The invention is based on the problem, the known tailgate arrangement to design and further develop such that their holding function with little effort and high accuracy at the same time is adaptable to different flaps.
Das obige Problem wird bei einer Heckklappenanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.The above problem is solved in a tailgate assembly according to the preamble of
Im Einzelnen wird vorgeschlagen, dass das Untersetzungsgetriebe mindestens eine Reibradgetriebestufe aufweist, die mit mindestens einem in den Antriebsstrang geschalteten Reib-Wälzkörper und mindestens einer mit dem Reib-Wälzkörper zusammenwirkenden Lauffläche ausgestattet ist.Specifically, it is proposed that the reduction gear has at least one Reibradgetriebestufe which is equipped with at least one connected in the drive train friction rolling elements and at least one cooperating with the friction rolling body tread.
Bei der motorischen Verstellung wälzt sich der mindestens eine Reib-Wälzkörper auf mindestens einer Lauffläche ab. Das Abwälzen des mindestens einen Wälzkörpers auf mindestens einer Lauffläche geht je nach konstruktiver Umsetzung mit einer Drehung eines der jeweiligen Lauffläche zugeordneten Elements oder einer Verlagerung des Wälzkörpers einher, wobei in beiden Fällen der Antriebsstrang über den Wälzkörper verläuft. Dabei kann der Reib-Wälzkörper um eine feste Drehachse drehbar oder in einem käfigartigen Träger aufgenommen sein.During the motorized adjustment, the at least one friction rolling element rolls on at least one running surface. The rolling of the at least one rolling element on at least one running surface is accompanied, depending on the constructive implementation with a rotation of the respective tread associated element or a displacement of the rolling element, in both cases, the drive train extends over the rolling elements. In this case, the friction rolling element about a fixed axis of rotation be received rotatably or in a cage-like carrier.
Unabhängig von der konstruktiven Umsetzung der Reibradgetriebestufe muss eine gewisse Reibung zwischen Reib-Wälzkörper und Lauffläche bereitgestellt werden, um das obige Abwälzen des Reib-Wälzkörpers zu garantieren. Diese Reibung wird im folgenden als ”Antriebsreibung” bezeichnet, da diese Reibung eine notwendige Voraussetzung für die Übertragung von Antriebsbewegungen über die Reibradgetriebestufe ist und die mit dieser Reibung verbundenen Verluste in den Hintergrund treten.Regardless of the design implementation of the Reibradgetriebestufe a certain friction friction between rolling elements and tread must be provided to guarantee the above rolling of the friction roller. This friction is hereinafter referred to as "drive friction", since this friction is a necessary condition for the transmission of drive movements via the Reibradgetriebestufe and the losses associated with this friction in the background.
Die Antriebsreibung hängt sowohl von der Vorspannung des jeweiligen Reib-Wälzkörpers auf die jeweilige Lauffläche als auch von dem resultierenden Schlupf zwischen diesen beiden Komponenten ab. Ein weiterer Einflußfaktor ist der Reibwert, der wiederum von dem Schlupf abhängt.The drive friction depends both on the bias of the respective friction roller on the respective running surface and on the resulting slip between these two components. Another influencing factor is the coefficient of friction, which in turn depends on the slip.
Bis zu einem gewissen Schlupfwert, der hier als ”kritischer Schlupf” bezeichnet wird, handelt es sich bei der Antriebsreibung nicht um Gleitreibung, sondern um eine Mischreibung mit schlupfabhängigem Reibwert. Bei Überschreiten des kritischen Schlupfes stellt sich schließlich Rutschreibung zwischen Reib-Wälzkörper und Lauffläche ein, so dass eine Übertragung von Antriebsleistung nur noch begrenzt oder gar nicht möglich ist.Up to a certain slip value, which is referred to here as "critical slip", the drive friction is not a sliding friction but a mixed friction with a slip-dependent coefficient of friction. When the critical slip is exceeded, slip friction between the friction rolling body and the running surface finally sets in, so that transmission of drive power is limited or even impossible.
Neben der Antriebsreibung entsteht in der Reibradgetriebestufe reine Verlustreibung, die u. a. auf die Rollreibung zwischen Reib-Wälzkörper und Lauffläche zurückgeht und die an der Übertragung von Antriebsleistung nicht beteiligt ist. Diese Verlustreibung wird normalerweise als Nachteil von Reibradgetrieben angesehen, da sie sich ungünstig auf den Wirkungsgrad auswirkt. Für die vorschlagsgemäße Lösung stellt sich diese Verlustreibung allerdings als besonders vorteilhaft dar. Sie dient vorschlagsgemäß nämlich zum Halten der Klappe bei abgeschaltetem Antriebsmotor.In addition to the drive friction created in the Reibradgetriebestufe pure loss friction, the u. a. attributable to the rolling friction between friction rolling elements and running surface and which is not involved in the transmission of drive power. This loss friction is usually considered a disadvantage of friction gears, as it has an adverse effect on the efficiency. For the proposed solution, this loss friction, however, is particularly advantageous. It is proposed to namely hold the flap when the drive motor is switched off.
Sowohl die Antriebsreibung als auch der obige Anteil der Verlustreibung sind in erster Näherung linear abhängig von der Vorspannung des Reib-Wälzkörpers auf die mindestens eine Lauffläche, soweit sich die Reibradgetriebestufe nicht im Übergang zum Rutschbetrieb befindet. Damit ist es über eine Veränderung der Vorspannung des mindestens einen Reib-Wälzkörpers leicht möglich, die Verlustreibung und damit die auf die Reibradgetriebestufe zurückgehende Haltewirkung auf die Klappe einzustellen. Bei geeigneter konstruktiver Auslegung ist eine flexible Einstellung der Vorspannung mit geringem Aufwand möglich.Both the drive friction and the above proportion of the loss friction are in a first approximation linearly dependent on the bias of the friction roller on the at least one tread, as far as the Reibradgetriebestufe is not in transition to the sliding operation. Thus, it is easily possible via a change in the bias of the at least one friction roller to adjust the loss of friction and thus the attributable to the Reibradgetriebestufe holding action on the flap. With a suitable structural design a flexible adjustment of the bias voltage with little effort is possible.
Letztlich bedeutet die vorschlagsgemäße Lösung, dass die Reibradgetriebestufe für das Halten der Klappe auf eine erhöhte Verlustreibung ausgelegt ist, verglichen mit einer hinsichtlich des Wirkungsgrads optimierten Auslegung. Für eine derartige Auslegung bietet eine Reibradgetriebestufe optimale Voraussetzungen.Ultimately, the proposed solution means that the Reibradgetriebestufe designed for holding the flap on an increased loss of friction, compared with an optimized in terms of efficiency design. For such a design offers a Reibradgetriebestufe optimal conditions.
Bei der bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 4 ist die Vorspannung des mindestens einen Reib-Wälzkörpers um mehr als den Faktor 2,0 gegenüber der Vorspannung erhöht, die theoretisch gerade noch ausreicht, um den Rutschbetrieb zu vermeiden. Angesichts der Tatsache, dass ein entsprechender ”Sicherheitsfaktor” von 1,4 gemeinhin als ausreichend angesehen wird, um einen ungewünschten Übergang in den Rutschbetrieb sicher zu vermeiden, ist damit klargestellt, dass die Vorspannung des mindestens einen Reib-Wälzkörpers gegenüber der für den Antrieb an sich erforderlichen Vorspannung deutlich erhöht ist.In the preferred embodiment according to
Bei den besonders bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 5 bis 10 handelt es sich bei der Reibradgetriebestufe vorzugsweise um eine Planetenradgetriebestufe. Besonders vorteilhaft ist dabei die Ausgestaltung gemäß Anspruch 10, die eine besonders einfache Einstellbarkeit der Vorspannung des mindestens einen Reib-Wälzkörpers erlaubt.In the particularly preferred embodiments according to
Bei den weiter bevorzugten Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen 11 bis 13 weist das Untersetzungsgetriebe mindestens zwei Untersetzungsgetriebestufen auf, wobei gemäß Anspruch 11 der Anteil der Reibradgetriebestufe an der Erzeugung der Haltekraft an der Klappe verglichen mit den Anteilen der übrigen jeweils für sich genommenen Untersetzungsgetriebestufen überwiegt. Hier wird deutlich, dass die Auslegung der übrigen Getriebestufen weitgehend ohne Rücksicht auf das Halten der Klappe möglich ist, da die benötigte Haltewirkung mit wenig Aufwand von der Reibradgetriebestufe erzeugt werden kann.In the further preferred embodiments according to
Um die für das Halten der Klappe erforderliche Verlustreibung in der Reibradgetriebestufe möglichst gering zu halten, ist es gemäß Anspruch 13 vorzugsweise vorgesehen, dass die Reibradgetriebestufe die dem Antriebsmotor nächstliegende Untersetzungsgetriebestufe ist.In order to keep the required for holding the flap loss friction in the Reibradgetriebestufe as low as possible, it is preferably provided according to claim 13, that the Reibradgetriebestufe is the drive motor nearest the reduction gear stage.
Gemäß Anspruch 14 ist die Reibradgetriebestufe so ausgelegt, dass der vermeintlich nachteilige Rutschbetrieb in besonders vorteilhafter Weise genutzt werden kann. Dabei führt eine manuelle Verstellung der Klappe mit einer Betätigungskraft, die über eine Grenz-Betätigungskraft hinausgeht, zu einer Überführung der Reibradgetriebestufe in den Rutschbetrieb. Damit sind alle bezogen auf die Reibradgetriebestufe jenseits der Klappe liegenden Antriebskomponenten von der übermäßigen Betätigung geschützt. Solche übermäßigen Betätigungskräfte sind oft auf eine missbräuchliche Benutzung der Heckklappenanordnung zurückzuführen.According to
Bei der besonders bevorzugten Ausgestaltung gemäß Anspruch 15 ist ein als Spindelgetriebe ausgestaltetes Untersetzungsgetriebe vorgesehen, wobei das Untersetzungsgetriebe und das Spindelgetriebe vorzugsweise koaxial zueinander ausgerichtet sind. Eine insbesondere nach Art eines Planetengetriebes ausgestaltete Reibradgetriebestufe erlaubt zusammen mit gegebenenfalls nachgeschalteten Zahnrad-Planetenradgetriebestufen und dem Spindelgetriebe eine insgesamt besonders kompakte Bauform.In the particularly preferred embodiment according to
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigtIn the following the invention will be explained in more detail with reference to a drawing showing only one exemplary embodiment. In the drawing shows
Das in der Zeichnung dargestellte Kraftfahrzeug ist mit einer Klappenanordnung ausgestattet, die hier und vorzugsweise als Heckklappenanordnung ausgestaltet ist. Zu der vorliegend weiten Auslegung des Begriffs „Klappenanordnung” sowie des Begriffs „Klappe” darf auf den einleitenden Teil der Beschreibung verwiesen werden.The motor vehicle shown in the drawing is equipped with a flap assembly, which is here and preferably designed as a tailgate assembly. For the presently broad interpretation of the term "flap assembly" and the term "flap" may be made to the introductory part of the description.
Es darf vorab ferner darauf hingewiesen werden, dass vorliegend stets von „Kräften” die Rede ist, auch wenn strenggenommen in der Regel Drehmomente übertragen werden. Dies dient letztlich einer einfachen Darstellung.It may also be noted in advance that in the present case there is always talk of "forces", even if, strictly speaking, torques are usually transmitted. This ultimately serves a simple presentation.
Die Klappenanordnung weist eine an der Karosserie
Um die manuelle Verstellbarkeit der Klappe
Um weiter zu vermeiden, dass sich die Klappe
Es versteht sich, dass die Haltekraft bei einem einzigen Antrieb
Der grundsätzliche Aufbau des Untersetzungsgetriebes
Die Reibradgetriebestufe
Es darf darauf hingewiesen werden, dass grundsätzlich nur ein einziger Reib-Wälzkörper
Wesentlich ist nun, dass zumindest ein Teil der auf die Klappe
Grundsätzlich kann der Anteil der Reibradgetriebestufe
Unabhängig von der obigen, absoluten Haltewirkung der Reibradgetriebestufe
Vorzugsweise ist es so, dass die zumindest einen Teil der Haltekraft bereitstellende Verlustreibung in erster Linie auf die Rollreibung zwischen dem mindestens einen Reib-Wälzkörper
Besondere Bedeutung kommt vorliegend der Auslegung der Vorspannung des mindestens einen Reib-Wälzkörpers zu. Vorschlagsgemäß ist diese Vorspannung wie weiter oben angesprochen über das für die motorische Verstellung der Klappe
Im Einzelnen ist es vorzugsweise vorgesehen, dass über alle bestimmungsgemäßen Betriebszustände der motorischen Verstellung der Klappe
Es lässt sich der Darstellung in
Für die Ausgestaltung der Reib-Wälzkörper
Für die hier und vorzugsweise als Kugeln ausgestalteten Reib-Wälzkörper
Die Materialwahl für die Komponenten des Planetengetriebes, insbesondere des Planetenträgers
Grundsätzlich kann ein weiterer Teil der auf die Klappe
Im Sinne einer besonders hohen Lebensdauer ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Reib-Wälzkörper
Der Darstellung in
Die obige Überführung der obigen Vorspannung
Es sind zahlreiche andere vorteilhafte Varianten für die Erzeugung der Vorspannung der Planetenwälzkörper
Das Untersetzungsgetriebe
Hier und vorzugsweise ist es so, dass der Anteil der Reibradgetriebestufe an der Erzeugung der Haltekraft größer ist als der entsprechende Anteil der übrigen Untersetzungsgetriebestufe
Im Einzelnen ist der Anteil der Reibradgetriebestufe
Hier und vorzugsweise handelt es sich bei der übrigen Untersetzungsgetriebestufe
Um die durch die Reibradgetriebestufe
Insbesondere im letztgenannten Fall ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Reibradgetriebestufe
Es wurde schon darauf hingewiesen, dass die Antriebe
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- WO 2004/055308 A1 [0009] WO 2004/055308 A1 [0009]
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